申请日2009.06.03
公开(公告)日2009.11.25
IPC分类号C12M1/12; C02F9/14; C12R1/89
摘要
本发明公开一种利用生活污水培养藻类并进行化工提纯加工的养殖系统，该系统包括有依次连接的生产藻类营养液的污水处理与过滤组件、利用污水处理组件供应的藻类营养物质来培养藻类的养殖组件、以及对藻类养殖组件所获得的藻类进行分离收集以及供应给相关的藻类加工设备的藻类获取和化学加工组件，所述藻类获取和加工组件还通过回流管道与污水处理组件相连。使藻类获取和化学加工组件产生的生物废料回流到污水处理与过滤组件再次被处理与过滤。本发明可将储存在生活污水及生物垃圾中的碳元素转化为油脂和其它有机分子，在净化生活污水的同时生产有经济价值的化工及生物产品，可解决大规模养殖藻类的高成本问题，促进利用藻类生产生物柴油的产业化。
权利要求书
1、一种利用生活污水培养藻类的养殖系统，其特征在于，该系统包括有 依次连接的用于生产培养用营养物质的污水处理组件、利用污水处理组件供 应的培养用营养物质来养殖藻类的藻类养殖组件、以及对藻类养殖组件所获 得的藻类进行分离收集以供应给相关的藻类利用设备的藻类获取组件，所述 藻类获取组件还通过回流管道与污水处理组件相连。
2、如权利要求1所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述污水处理组件包括：设置有污水入口的污水发酵装置、用于搅拌所述污 水发酵装置内污水的搅拌装置、以及与所述污水发酵装置通过循环管道连接 的污水过滤装置。
3、如权利要求2所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述藻类养殖组件包括：与所述污水过滤装置相连的培养液制备装置、以及 通过管道与所述培养液制备装置相连的藻类生长反应装置，而所述藻类生长 反应装置还通过一气体管道与所述污水发酵装置相连。
4、如权利要求3所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述藻类获取组件包括：与所述藻类生长反应装置相连的藻类收集装置、与 所述藻类收集装置相连的藻类过滤装置、以及与所述藻类过滤装置相连的藻 类提取装置，而所述藻类过滤装置还通过一第一回流管道与所述污水发酵装 置相连、所述藻类提取装置还通过一第二回流管道与所述污水发酵装置的污 水入口相连。
5、如权利要求1-4中任一项所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统， 其特征在于，所述污水发酵装置还设置有一出口，该出口与一过量污水处理 装置相连。
6、如权利要求4所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述污水发酵装置、培养液制备装置、藻类生长反应装置和藻类收集装置上 各设置有一与大气连通的通气阀。
7、如权利要求3所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述培养液制备装置与藻类生长反应装置之间的管道设置有水泵、且所述气 体管道设置有气泵。
8、如权利要求5所述的利用生物污水培养藻类的养殖系统，其特征在于， 所述污水过滤装置的滤膜孔径为0.45-2.0微米、所述过量污水处理装置的滤 膜孔径为0.45微米、所述藻类过滤装置的滤膜直径为1.8微米。
说明书
利用生活污水培养藻类的养殖系统
技术领域
本发明涉及环境工程及生物能源领域，尤其涉及一种利用生活污水培养 藻类的养殖系统。
背景技术
传统污水处理由一级沉淀处理、二级生物处理和三级过滤处理等步骤组 成，污水中的有机物和氮、磷等营养物质被微生物消耗，污水得到净化的同 时，仅得到沉淀的活性污泥和生物沼气等简单副产物。Michael Wagner等研究 人员在Current Opinion in Biotechnology(2002)13：218-227报告了不同的污水 处理中不同阶段的活性污泥和生物膜反应器中的不同微生物组成和不同的 氮、磷吸收效率，显示通过工程改进的菌落组成，可以改善污水中营养元素 和气体释放效率。
藻类与用于污水处理的普通微生物一样，可以适应于各种污染条件的污 水中迅速繁殖生长。与普通异养微生物不同，藻类繁殖生长不但消耗污水中 的营养元素从而净化污水，而且通过光合作用吸收温室气体二氧化碳，从而 有利于对抗全球暖化问题。从七八十年代至今，有很多发明利用藻类来净化 污水(如US patent 4,432,869，US patent 6,896,804 B2)。但是在这些发明中， 污水仅被用作被净化的对象，而不被视为藻类赖以生长的营养源(如碳、氮， 磷，钾源等)。
近年来，藻类成为热门的产油物种，其油脂含量声称可达到生物质干重 的50%以上，这些油脂经过提取和转脂化后，可成为比石油更清洁且可再生 的能源——生物柴油。因而，近年来涌现了多种有关藻类养殖系统的发明， 如US patent 2007/0289206公开了一种养殖藻类的垂直悬挂生物反应器，其营 养源如氮、磷和光合作用需要的二氧化碳需要外源添加，但养殖营养液成本 相对较高;US patent 2008/0096267公开了一种大规模连续养殖收集藻类和其 他微生物的系统，同样，其营养液由高成本的化工添加剂组成;US patent 2008/0153080则公开了一种闭合的光生物反应器用来养殖经过基因改造的藻 类用以生产酒精，其营养源同样需要高成本的化工添加剂;US patent 2008/0178739公开了一种形似温室的光生物反应器，吸收发电厂排放出来废 气中的二氧化碳作为光合作用的原料。总之，这些发明中，藻类均由外源化 工添加剂来培养、或者用来源有限的废气(如来自发电厂的废气)来培养， 成本高、很难普及和放大，导致利用藻类生产生物柴油难以实现产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用生活污水培养藻类的养殖 系统，该系统在净化生活污水的同时，可解决大规模养殖藻类的高成本问题， 促进利用藻类生产生物柴油的产业化。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用生活污水培养藻类的养殖系统，该系统包括有依次连接的用于 生产培养用营养物质的污水处理组件、利用污水处理组件供应的培养用营养 物质来养殖藻类的藻类养殖组件、以及对藻类养殖组件所获得的藻类进行分 离收集以供应给相关的藻类利用设备的藻类获取组件，所述藻类获取组件还 通过回流管道与污水处理组件相连。
优选地，所述污水处理组件包括：设置有污水入口的污水发酵装置、用 于搅拌所述污水发酵装置内污水的搅拌装置、以及与所述污水发酵装置通过 循环管道连接的污水过滤装置。
优选地，所述藻类养殖组件包括：与所述污水过滤装置相连的培养液制 备装置、以及通过管道与所述培养液制备装置相连的藻类生长反应装置，而 所述藻类生长反应装置还通过一气体管道与所述污水发酵装置相连。
优选地，所述藻类获取组件包括：与所述藻类生长反应装置相连的藻类 收集装置、与所述藻类收集装置相连的藻类过滤装置、以及与所述藻类过滤 装置相连的藻类提取装置，而所述藻类过滤装置还通过一第一回流管道与所 述污水发酵装置相连、所述藻类提取装置还通过一第二回流管道与所述污水 发酵装置的污水入口相连。
优选地，所述污水发酵装置还设置有一出口，该出口与一过量污水处理 装置相连。
本发明的有益效果是：
本发明的实施例通过利用生活污水中的营养成分来培养藻类，从而将储 存在生活污水及生物垃圾中的碳元素转化为油脂和其它有机分子，在净化污 水的同时，大大降低了藻类养殖的成本、对利用藻类生产生物柴油的产业化 进程起了巨大的促进作用。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。